广东省开平一中高二化学《电解池》课件(人教版选修4)

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第四章 电化学基础

第三节 电解池 第一课时

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一、电解原理(以电解熔融氯化钠为例) 实验：用惰性(石墨)电极电解熔融的氯化钠 现象： 阳极：有气泡， 有刺激性气味，并能 使 湿润的KI-淀 粉试 纸变蓝(Cl2)阳极

阴极

氯 气

钠熔融NaCl

阴极：有金属钠析出

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☆实验分析：通电前：分析熔融电解质中的离子情况 阳离子：Na+ 阴离子：Cl做无规则运动 通电后：(必须直流电) (1)确定电极名称： 阳极(接电源正极) 阴极(接电源负极) 与电极材料无关 (2)判断电极产物并书写电极反应: 阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阳极：2Cl--2e- =Cl2↑ 氧化反应 阴极：2Na+ +2e-=2Na 还原反应

总式：

2NaCl

通电

2Na+Cl2 ↑

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电解池:借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。★构成条件: (1)外加直流电源 (2)与电源相连的两个电极： 接电源正极的为阳极，发生氧化反应 接电源负极的为阴极，发生还原反应 (3)电解质溶液或熔化的电解质

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电子的流向: 电子从外加电源的负极流出， 流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。 (注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液 中移动)离子定向移动的方向: 阳离子向 阴极移动, 阴离子向 阳极移动. 惰性电极与活性电极：惰性电极(铂、金、石墨):仅仅导电，不参与反应

活性电极(除铂、金外的金属):既可以导电、又可 以参与电极反应

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电解过程不仅可以在熔融电解质中进 行，也可以在电解质溶液中进行。以电解氯化铜为例

实验：用惰性(石墨)电极电解氯化铜溶液阳极 阴极

现象： 阳极：有气泡， 有刺激性气味，并能 使 湿润的KI-淀 粉试 纸变蓝(Cl2)

氯 气

铜CuCl2溶液

阴极：碳棒上有一层红色的铜析出

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实验分析： 通电前：分析电解质溶液中的离子情况 阳离子：H+、Cu2+ 阴离子：OH-、Cl做无规则运动通电后：(必须直流电) (1)确定电极名称： 阳极(接电源正极) 阴极(接电源负极) 与电极材料无关

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(2)判断离子的放电顺序： 阳离子：Cu2+>H+ 阴离子：Cl->OH(3)判断电极产物并书写电极反应:阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电

阳极： 2Cl--2e- =Cl2↑氧化反应 阴极：Cu2++2e- =Cu 还原反应总式： CuCl2电解

Cu+Cl2 ↑

(4)分析电解质溶液的变化情况： CuCl2溶液浓度降低

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★离子放电顺序： 阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。 阳极： ①活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化 成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。 ②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中 阴离子的放电顺序是：S2->I ->Br ->Cl ->OH ->NO 3 -、SO 2-(等含氧酸根离子)>F4

阴极: 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应， 发生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上放电顺序是：Ag+>Fe3+ >Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+ 注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H+, 不同时按(H+)

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★电解规律阳极

阴极

1、电解电解质型氯 气 实例 铜CuCl2溶液

电极反应

浓度

PH 值 减 小

复原

CuCl2

阳极：2Cl--2 e- =Cl2↑ 阴极：Cu2++ 2e-=2Cu↓ 电解 CuCl2 Cu+Cl2 ↑

减小

CuCl2

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2、电解水型

阳极

阴极 氢 气浓度 PH 值 复原

氧 气实例

Na2SO4溶液

电极反应阳极: 4OH- -4e- = 2H2O+O2↑ 阴极: 4H ++

Na2SO4

4e- =

2H2 ↑

变大

2H2O

电解

2H2↑ +O2↑

不 变

加H2 O

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3、放氢生碱型

阳极

阴极

氯 气 实例

NaCl溶液

氢 气 浓度 PH 值 复原

电极反应 阳极: 2Cl--2e- =Cl2↑

NaCl

阴极: 2H +

+

2e- =H

2↑

减小

增 大

加 HCl

2NaCl+2H2O

电解

2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑

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阳极

阴极

3、放氧生酸型氧 气铜CuSO4溶液

实例

电极反应阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2↑

浓度 PH值 减小 减小

复原 加 CuO

CuSO4 阴极：Cu2++ 2e- =Cu

2CuSO4+ 2H2O

电解

2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4

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电解规律(惰性电极)小结Ⅰ Ⅱ

阳极：S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+Ⅲ Ⅰ与Ⅲ区：电解本身型 Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型Ⅱ与Ⅲ区：放氧生酸型 Ⅳ 如CuCl2 、HCl

如NaCl如CuSO4、AgNO3

Ⅱ与Ⅳ区：电解水型

如Na2SO4、H2SO4 、NaOH

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巩固练习1.写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液PH值的变化。 Fe Ag

AgNO3 Cu Ag Cu

( D)C

Pt

Pt

(A)

AgNO3

CuSO4

(B)

( C)

NaHSO4

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2.如上图所示，通电后A极上析出Ag,对该装置的有关 叙述正确的是 B A.P是电源的正极 B.F极上发生的反应为：4OH- - 4e-=2H2O+O2↑ C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电 极均参加了反应 D.通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变